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设计模式学习笔记九:原型模式(Prototype Pattern)
1.
概述
意图:
我们将已经存在的对象作为原型,用户可以通过复制这些原型创建新的对象。
使用场合:
当一个系统应该独立于产品的创建、构造和表示时,可以使用原型模式。在原型模式中,产品的创建和初始化再类的
Clone
方法中完成。在使用是,我们可以用一些列原型对象来代替生成相应对象的工厂对象,并且可以使拷贝、粘贴等操作独立于需要复制的对象。
结构:
原型模式(
Prototype
):用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象。原型模式说白了就是从一个对象再创建另外一个可定制的对象,而且不需要直到任何创建的细节。
原型模式基本代码:
原型类:
Code
public
abstract
class
Prototype
{
private
string
id;
//
Constructor
public
Prototype(
string
id)
{
this
.id
=
id;
}
//
Property
public
string
Id
{
get
{
return
id; }
}
public
abstract
Prototype Clone();
}
具体原型类:
Code
public
class
ConcretePrototype1 : Prototype
{
//
Constructor
public
ConcretePrototype1(
string
id)
:
base
(id)
{
}
public
override
Prototype Clone()
{
//
Shallow copy
return
(Prototype)
this
.MemberwiseClone();
}
}
public
class
ConcretePrototype2 : Prototype
{
//
Constructor
public
ConcretePrototype2(
string
id)
:
base
(id)
{
}
public
override
Prototype Clone()
{
//
Shallow copy
return
(Prototype)
this
.MemberwiseClone();
}
}
客户端:
Code
ConcretePrototype1 p1
=
new
ConcretePrototype1(
"
I
"
);
ConcretePrototype1 c1
=
(ConcretePrototype1)p1.Clone();
Console.WriteLine(
"
Cloned: {0}
"
, c1.Id);
ConcretePrototype2 p2
=
new
ConcretePrototype2(
"
II
"
);
ConcretePrototype2 c2
=
(ConcretePrototype2)p2.Clone();
Console.WriteLine(
"
Cloned: {0}
"
, c2.Id);
2.
实例
对于
.NET
而言,原型模式抽象类
Prototype
是用不着的,在
.NET
中
System
命名空间中提供了
ICloneable
接口,其中就是唯一的一个方法
Clone(),
这样我们只需要实现这个接口就可以完成原型模式了。
下面看大话设计模式中的简历的原型实现:
代码结构图:
简历类:
Code
public
class
Resume : ICloneable
{
private
string
name;
private
string
sex;
private
string
age;
private
string
timeArea;
private
string
company;
public
Resume(
string
name)
{
this
.name
=
name;
}
//
设置个人信息
public
void
SetPersonalInfo(
string
sex,
string
age)
{
this
.sex
=
sex;
this
.age
=
age;
}
//
设置工作经历
public
void
SetWorkExperience(
string
timeArea,
string
company)
{
this
.timeArea
=
timeArea;
this
.company
=
company;
}
//
显示
public
void
Display()
{
Console.WriteLine(
"
{0} {1} {2}
"
, name, sex, age);
Console.WriteLine(
"
工作经历:{0} {1}
"
, timeArea, company);
}
public
Object Clone()
{
return
(Object)
this
.MemberwiseClone();
}
}
客户端调用:
Code
static
void
Main(
string
[] args)
{
Resume a
=
new
Resume(
"
大鸟
"
);
a.SetPersonalInfo(
"
男
"
,
"
29
"
);
a.SetWorkExperience(
"
1998-2000
"
,
"
XX公司
"
);
Resume b
=
(Resume)a.Clone();
b.SetWorkExperience(
"
1998-2006
"
,
"
YY企业
"
);
Resume c
=
(Resume)a.Clone();
c.SetPersonalInfo(
"
男
"
,
"
24
"
);
a.Display();
b.Display();
c.Display();
Console.Read();
}
结果显示:
大鸟
男
29
工作经历
1998-2000 XX
公司
大鸟
29
工作经历
1998-2006 YY
公司
大鸟
男
24
工作经历
1998-2000 XX
公司
一般在初始化的信息不发生变化的情况下,克隆是最好的方法。这既隐藏了对象的创建细节,又对性能是大大的提高。
下面我们来看深克隆和浅克隆:
在上面的简历类中,数据都是
string
型的,而
string
是一种拥有值类型特点的特殊引用类型,
MemberwiseClone()
方法对于值类型的字段执行逐位复制,对于引用类型,则只复制引用的对象,因此,原对象及其副本引用同一个对象。我们看下面的引用类型的简历克隆的代码实现:
代码结构图:
详细代码:
工作经历类:
Code
//
工作经历
public
class
WorkExperience
{
private
string
workDate;
public
string
WorkDate
{
get
{
return
workDate; }
set
{ workDate
=
value; }
}
private
string
company;
public
string
Company
{
get
{
return
company; }
set
{ company
=
value; }
}
}
简历类:
Code
//
简历
public
class
Resume : ICloneable
{
private
string
name;
private
string
sex;
private
string
age;
private
WorkExperience work;
public
Resume(
string
name)
{
this
.name
=
name;
work
=
new
WorkExperience();
}
//
设置个人信息
public
void
SetPersonalInfo(
string
sex,
string
age)
{
this
.sex
=
sex;
this
.age
=
age;
}
//
设置工作经历
public
void
SetWorkExperience(
string
workDate,
string
company)
{
work.WorkDate
=
workDate;
work.Company
=
company;
}
//
显示
public
void
Display()
{
Console.WriteLine(
"
{0} {1} {2}
"
, name, sex, age);
Console.WriteLine(
"
工作经历:{0} {1}
"
, work.WorkDate, work.Company);
}
public
Object Clone()
{
return
(Object)
this
.MemberwiseClone();
}
}
客户端:
static
void
Main(
string
[] args)
{
Resume a
=
new
Resume(
"
大鸟
"
);
a.SetPersonalInfo(
"
男
"
,
"
29
"
);
a.SetWorkExperience(
"
1998-2000
"
,
"
XX公司
"
);
Resume b
=
(Resume)a.Clone();
b.SetWorkExperience(
"
1998-2006
"
,
"
YY企业
"
);
Resume c
=
(Resume)a.Clone();
c.SetPersonalInfo(
"
男
"
,
"
24
"
);
c.SetWorkExperience(
"
1998-2003
"
,
"
ZZ企业
"
);
a.Display();
b.Display();
c.Display();
Console.Read();
}
下面我们看运行结果:
大鸟
男
29
工作经历
1998-2003 ZZ
企业
大鸟
29
工作经历
1998-2003 ZZ
企业
大鸟
男
24
工作经历
1998-2003 ZZ
企业
由于
MemberwiseClone()
方法是浅表复制(克隆),对于值类型克隆没有问题,对于引用类型对象,只复制了引用,对引用的对象还是指向了原来的对象,所以就会出现我给
a
、
b
、
c
三个引用设置‘工作经历’,但却同时看到三个引用都是最后一次设置,因为三个引用都指向了同一个对象。
“浅复制”,被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值,而所有的对其他对象的引用都仍然指向原来的对象。
“深复制”,深复制把引用对象的变量指向复制过的对象,而不是原有的被引用的对象。
下面来看深复制的实现:
代码结构图:
实现代码:
工作经验类:
//
工作经历
public
class
WorkExperience : ICloneable
{
private
string
workDate;
public
string
WorkDate
{
get
{
return
workDate; }
set
{ workDate
=
value; }
}
private